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# transmission par signal
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## Modulation numerique
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on utilise une onde qui est modulée avec le signal d'entrée dans le but de transporter des informations
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```
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+-----+ +-----+ +--------------+ +--------------+ +-----+ +-----+
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| DTE |--| DCE |--| Modulateur & |. . . .| Modulateur & |--| DCE |--| DTE |
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+-----+ +-----+ | Démodulateur | canal | Démodulateur | +-----+ +-----+
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+--------------+ +--------------+
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```
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### ~
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on fait varier l'amplitude du signal pour représenter la donnée binaire.
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### FSK (frequency shift keying)
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On joue sur la fréquence plutôt que sur l'intensité.
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## Déphasage
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Plusieurs signaux de même fréquence, mais de biais inégaux.
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Le biais est modulo de la fréquence, donc il peut être compté en degré.
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### PSK (Phase shift keying)
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pour chaque temps,
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- 1 : Changement de phase
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- 0 : pas de changement de phase
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### Variante : QPSK (Quad Phase Shift Keying)
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Plutôt que d'utiliser deux phases pour représenter les valeurs binaires,
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on utilises 4 phases, chacune représente une combinaison de bits quand on change vers cette phase,
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exemple :
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```
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changement vers : phase 1, phase 2, phase 3, phase 4
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valeure décodée : 00, 01, 02, 03
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```
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### Autres méthodes
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#### OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
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Procédé de codage de signaux numériques par répartition
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en fréquences orthogonales sous forme de multiples sous-porteuses.
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tl;dr On transmet un bloc de données binaires sur un grand nombre de porteuses simultanément.
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exemple : wifi 802.11n
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## Multiplexage
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Techniques de partage d'une ressource, permet de faire passer des informations de plusieurs cannaux par le même canal.
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### TDM (Time Division Multiplexing)
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Des moments périodiques sont réservés à chacun des canaux.
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```
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Temps 1
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A -+--------------+ +----------------+- A
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B -| multiplexeur |-A-| démultiplexeur |- B
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C -+--------------+ +----------------+- C
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Temps 2
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A -+--------------+ +----------------+- A
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B -| multiplexeur |-B-| démultiplexeur |- B
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| | | |
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C -+--------------+ +----------------+- C
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Temps 3
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A -+--------------+ +----------------+- A
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B -| multiplexeur |-C-| démultiplexeur |- B
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C -+--------------+ +----------------+- C
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```
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### FDM (Frequence Division Multiplexing)
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Les communications de chaques émetteurs vont passer en même temps, sur des fréquences différentes combinées.
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Exemple : ADSL
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```
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0KHz-4KHz : voix bidirectionnel
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4KHz-20KHz : -- séparation --
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20KHz-96KHz : Données montantes
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96KHz-132KHz : -- Séparation --
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132KHz-1000KHz : Données déscendantes
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```
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## Ligne de transmission
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- la ligne de transmission est caractérisée par son débit
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- Débit : volume à transmettre par rapport à la durée de transmission -> fréquence de bits
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- Unité possible, baud
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- 1 symbole / 1 seconde
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- Modulation QPSK : 4 phases -> 2 bits d'information par cycle
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## Taux de transfert & débits lignes
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Le taux de transfert est inférieur au débit de la ligne, car certains bits sont consacrés au contrôle de l'information
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- Le contrôle de l'information s'applique plusieurs fois (couches OSI)
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- Le taux de transfert varie globalement en fonction de :
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- la distance / vitesse de la ligne
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- la synchronicité de la ligne
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- le protocole ...
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## Supports
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3 catégories de support physiques utilisés :
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- support filaires : information sous forme de tension dans un cable
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- support aériens : information sous forme de variation électro-magnétique
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- fibres optiques : information sous forme lumineuse
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### Filaire
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- blindé contre le bruit, ou non
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- ethernet local courte distance
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8 catégories
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- cat1 & 2 : téléphonie, abandonné, 100m
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- cat3 : 16MHz, 10MBps, 100m
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...
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- cat7 : 600MHz, 10GBps, 100m
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- cat8 : 2GHz, 40GBps, 30m
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### Optique
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- Très haut débit
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- monomode et multimode
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- multiplexage par longueur d'onde : DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing (plus de débit)
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deux formats possibles :
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- 40 cannaux de 100Gb
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- 80 cannaux de 50Gb
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deux types
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- MMD, multimode
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- sources lumineuses simples et à faible coût : diode
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- diamètre courants 50µm
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- courtes distances
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- cout faible
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- bande passante limitée
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- ex : Ethernet 1BG, 550m
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- SMF, monomode
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- source lumineuses plus élaborée : laser
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- diamètre plus faible 9µm
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- lngues distances
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- cout élevé (fibre + source lumineuse)
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- bande passante très importante
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- ex : ethernet 1Gb, 5Km
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## Erreurs de transmission
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- perturbations sur le canal de transmission génèrent des erreurs de transmission
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- erreurs de transmissions sont inévitables et doivent être traitées
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- Détectées
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- Corrigées
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- Les erreurs de transmissions sont généralement traitées au niveau de la couche liaison
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### Bit de parité
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- utiliser un bit supplémentaire pour envoyer un nombre pair de bits à 1.
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- si un nombre impair de bit à 1 est reçu, alors il y a eu une erreur dans la trame.
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```
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Séquence envoyée
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+--------+-+
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|10101101|1|
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|
+--------+-+
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| \_ bit concaténé
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\_______ bits de donnée
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- 5 bits à 1 dans les données
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|
- 6 bits à 1
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Séquence reçue lors d'un
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erreur de transmission
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|
+--------+-+
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|
|10101001|1|
|
|
+--------+-+
|
|
\____ bit altéré
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|
- 4 bits à 1 dans les données
|
|
- 5 bits à 1
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|
```
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- Il est impossible de déterminer le bit défaillant.
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- On ne détecte pas un nombre d'erreurs pair.
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### CRC (Contrôle de Redondance Cyclique)
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- On envoie un Hash à la fin de chaque trame.
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- Le code CRC contient des éléments redondants vis à vis des données permettant de détecter la position de l'erreur.
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|
```
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|
Séquence envoyée
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|
+--------+---+
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| DATA |CRC|
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|
+--------+---+
|
|
| \_ bits concaténé
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|
\_______ bits de donnée
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|
- CRC calculé pour cette séquence précise de bits DATA
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|
```
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dans des cas simples, le CRC permet de revenir à une DATA cohérente à partir d'une DATA ne correspondant pas à ce CRC.
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> Exemples
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>
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> - Ethernet
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> - HDLC (High Level Data Link Control)
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### Réseau à commutation de circuits
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|
Un circuit éphémère est établi dans le système lors de la connection
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|
```
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1 -- B
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|
/ .
|
|
A -- 2 .
|
|
. .
|
|
3 -- C
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|
circuits existants :
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|
A - 2 - 1 - B
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|
```
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### Réseau à commutation de paquets
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|
Pas de circuits créés dynamiquement par connections
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|
Chaque paquet est intelligament redirigé sur un circuit partagé
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|
```
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|
1 -- B
|
|
/ |
|
|
A -- 2 |
|
|
\ |
|
|
3 -- C
|
|
|
|
circuits existants :
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|
A - 2 2 - 1
|
|
2 - 3 1 - 3
|
|
1 - B 3 - C
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|
```
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Exemple : ATM, FR, IP
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## Topologies
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### Bus
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```
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A B C
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-+--+--+-
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```
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- simple, bon marché à mettre en oeuvre
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- peu fiable, une coupure bloque une grande partie du réseau
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- une seule communication à la fois : la tension du cable est unique
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- très petit réseau
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### Étoile
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```
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A B C
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\ | /
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D --+-- E
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|
/ | \
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F G H
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|
|
```
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|
|
- Fiable
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|
- simple à mettre en oeuvre
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|
- performant
|
|
- petit réseau
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### Anneau
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|
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|
|
```
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|
A B C
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|
| | |
|
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+--+--+
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|
| |
|
|
+--+--+
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| | |
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D E F
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|
```
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|
- performant
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|
- résiliant
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|
- réseau moyen
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### Maillage
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Tous les membres ont une connection vers chacun des autres membres
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|
```
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A -- C
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| \/ |
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| /\ |
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|
B -- D
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|
```
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- quantité exponentielle de connections, exponentiellement plus cher
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|
- plus robuste
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## Méthode d'accès au support
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Interfaçage avec le canal de communication.
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MAC : Medium Access Control
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- Medium : support physique
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Dans un réseau, le milieu est partagé, et une organisation permet de donner l'exclusivité au milieu.
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## Accès par élection
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La gestion de l'accès au support est géré par un arbitre fixe (centralisé) ou par l'ensemble des stations (distribué).
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- à chaque instant, une seule station peut utiliser le médium.
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- les risquedes de saturation sont faibles, un seul membre parle à la fois.
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- les temps d'attentes peuvent devenir problématiques en cas de forte contention.
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Note : la méthode est déterministe.
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### Accès par consultation
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Organisation 'maitre / esclave'.
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- Un maitre interroge les stations esclaves à tour de role pour voir si elles souhaitent transmettre.
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- Les stations esclaves transmettent leurs messages quand eles sont interrogées.
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- Même les communication entre esclaves se fait au travers du maitre.
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- Simple.
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- Déterministe.
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- Point de défaillance unique (le maître).
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- Cout supplémentaire / overhead.
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- Configuration nécessaire pour inclusion d'une station.
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### Accès par jeton
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Un jeton (trame spéciale) est passée de station en station de manière circulaire.
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Une station ne peut émettre (pendant un temps déterminé) que si elle a le jeton.
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Pas de matire, toutes les stations sont égales.
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Exemple : USB, token-ring 802.5 (IBM).
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- Déterministe.
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- équitable.
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- contraintes topologiques.
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- latence.
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- Cout supplémentaire / overhead de la circulation du jeton.
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### Accès CSMA&CD (Carrier Sense Multiple Access & Collision Detection)
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Une station qui veut émettre écoute le medium.
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- si celui-ci est libre, elle commence sa transmission, tout en vérifiant qu'auune autre station n'est en train d'émettre.
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- en cas de collision, les stations interromptent leur communication et attendent un délai aléatoire (rng back-off) puis la première ayant passé ce délai peut réémettre.
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Une analogie serait la colision dans une discussion entre humain :
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- lorsque deux personnes se mettent à parler simultanément, ils se coupent et un des deux, chois au hasard, reprends.
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